síntese e aplicações de novos materiais orgânicos e híbridos orgânicos-inorgânicos...

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Universidade de Cabo Verde Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Química Relatório de Iniciação Científica Síntese e Aplicações de Novos Materiais Orgânicos e Híbridos Orgânicos- Inorgânicos Fluorescentes com Utilização como Sondas Biológicas, Sensores, Matérias de Segurança. Nilton César Fernandes Gomes Porto Alegre, Setembro de 2010

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Universidade de Cabo Verde

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Química

Relatório de Iniciação Científica

Síntese e Aplicações de Novos Materiais Orgânicos e Híbridos Orgânicos-

Inorgânicos Fluorescentes com Utilização como Sondas Biológicas, Sensores,

Matérias de Segurança.

Nilton César Fernandes Gomes

Porto Alegre, Setembro de 2010

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Universidade de Cabo Verde

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Química

Síntese e Aplicações de Novos Materiais Orgânicos e Híbridos Orgânicos-

Inorgânicos Fluorescentes com Utilização como Sondas Biológicas, Sensores,

Matérias de Segurança.

Nilton César Fernandes Gomes

Professor Dr. Valter Stefani

Orientador

__________________________________

Porto Alegre, Setembro de 2010

3

RESUMO

Neste trabalho é apresentado a síntese e a caracterização de compostos do tipo 2-(2’-

hidroxifenil) benzazólicos, que caracterizam-se por apresentarem uma forte emissão de

fluorescência, devido a reacção de transferência protónica intramolecular no estado excitado –

TPIEE. Quando compostos desse tipo são excitados por luz ultravioleta, o próton é transferido da

hidroxila fenólica para o nitrogénio azólico, o que resulta num grande deslocamento de Stokes.

Isso os torna uma classe de moléculas com interessantes aplicações, como novos materiais e a

utilização em métodos diagnósticos e a produção de sondas fluorescentes. Estas substâncias

foram caracterizadas por diversas técnicas espectroscópicas (IV, RMN, UV-Vis e fluorescência).

Palavras-chave: benzazóis, TPIEE, sondas fluorescentes, compostos heterocíclicos

4

ABSTRACT

In this work we present the synthesis and characterization of 2 - (2'-hydroxyphenyl)

benzazoles, which present a strong fluorescence emission due to an excited state intramolecular

proton transfer reaction - ESIPT. When such compounds are excited by ultraviolet light, a proton

is transferred from the phenolic hydroxy group to the azolic nitrogen of the molecule, and emits

fluorescence with a large Stokes shift. This class of molecules presents interesting applications,

such as for biological fluorescent probes and new materials. These compounds were full

characterized by usual spectroscopic techniques (IR, NMR, UV-Vis and fluorescence).

Keywords: benzazoles, ESIPT, fluorescent probes, heterocyclic compounds

5

INDICE

1. Introdução --------------------------------------------------------------------------------------------6

1.1 Racional do problema---------------------------------------------------------------------------7

1.1.1 Heterocíclos fluorescentes-------------------------------------------------------------7

1.1.2 Fluorescência----------------------------------------------------------------------------8

1.1.3 Mecanismo ESIPT para 2- (2’- hidroxifenil) benzazóis (HPBs) ----------------9

1.1.4 Aplicações biológicas dos HPBs----------------------------------------------------11

1.2 Justificativa--------------------------------------------------------------------------------------12

1.3 Objectivos---------------------------------------------------------------------------------------12

2. Métodos----------------------------------------------------------------------------------------------13

2.1 Actividades desenvolvidas--------------------------------------------------------------------13

2.2 Preparação de coluna cromatográfica seca--------------------------------------------------13

2.3 Recuperação de solventes---------------------------------------------------------------------14

2.4 Síntese de compostos heterociclos benzazólicos-------------------------------------------14

3. Resultados e discussão-----------------------------------------------------------------------------15

4. Parte experimental----------------------------------------------------------------------------------17

5. Conclusão--------------------------------------------------------------------------------------------20

6. Referências bibliográficas-------------------------------------------------------------------------21

7. Avaliação de experiencia--------------------------------------------------------------------------23

6

1. INTRODUÇAO

A síntese de compostos fluorescentes que apresentam o fenómeno de transferência

protónica intramolecular no estado excitado (TPIEE, ou no inglês, ESIPT) é uma área de

pesquisa em constante crescimento devido ao abrangente campo de utilização destas

moléculas1,4

.

Heterocíclos benzazolicos do tipo 2-(2`-hidroxifenil) benzazóis (HPBs) caracterizam-se

por apresentarem uma intensa emissão de fluorescência com um grande deslocamento de Stokes,

alem de grande estabilidade térmica e fotofisica1,3

o que lhes confere propriedades físico-

químicas que os tornam altamente atractivos do ponto de vista sintético5, tecnológico

6a e

biológico1,4,7

.

Essas moléculas têm diversas aplicações, tais como estabilizadores frente a radiação UV8,

produção de corantes para laser9, armazenagem de informações

10, produção de materiais para

opto-eletronica6b,6c,11

, aplicações diversas em química forense, como a detecção de impressões

digitais3.

Uma destas aplicações é a produção de sondas fluorescentes e sua utilização em métodos

analíticos de alta sensibilidade e especificidade. Nestes procedimentos é possível utilizar a

interacção entre um substrato fluorescente e uma macromolécula biológica1,4

. O princípio da

técnica constitui-se, basicamente, na excitação por luz UV e posterior detecção da luz emitida

pela molécula de corante ligada a um grupo específico da macromolécula. Um flúoróforo

biológico eficaz deve apresentar uma boa intensidade de luminescência e um espectro de

emissão livre de interferentes. Um grande deslocamento de Stokes é uma característica

interessante para uma sonda biológica, pois permite uma melhor separação entre a luz inerente

da matriz e a luz dispersa pela amostra1,4,12

.

O Laboratório de Novos Materiais Orgânicos (LNMO) da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul, no qual este trabalho foi desenvolvido, domina a síntese, a purificação e a

caracterização de uma família de heterociclos do tipo 2-(2`-hidroxifenil) benzazólicos. Estes

materiais vêm sendo intensamente pesquisados pelo LNMO ao longo dos últimos tempos.

7

1.1 RACIONAL DO PROBLEMA

1.1.1 Heterocíclos fluorescentes

Benzazol é o nome genérico utilizado para identificar um grupo de compostos orgânicos

heterocíclicos. Estas substâncias possuem em sua estrutura um anel azólico condensado a um

anel benzênico. O anel azólico caracteriza-se por apresentar dois heteroátomos nas posições 1,3

em um anel de cinco membros, sendo que um deles sempre é o átomo de nitrogénio. Este grupo

abrange a família dos benzoxazois (X=O), benzotiazois (X=S) e benzimidazois (X=NH)3. A

figura sequente representa a estrutura genérica dos compostos heterocíclicos benzazolicos.

Figura 1: Compostos heterocíclicos benzazólicos.

A introdução de uma fenila com um agrupamento OH em orto a posição 2 do anel de

cinco membros proporciona a formação dos heterociclos chamados 2-(2’-hidroxifenil) benzazóis,

como pode ser visto na figura abaixo.

Figura 2: Heterocíclos do tipo 2-(2`-hidroxifenil)benzazóis.

Estes corantes orgânicos caracterizam-se por apresentar uma intensa emissão de

fluorescência através de um mecanismo de transferência protónica intramolecular no estado

excitado (ESIPT)13,14,15

todos eles apresentam interacções intramoleculares do tipo ligações de

hidrogénio16

.

8

1.1.2 Fluorescência

A fluorescência é uma propriedade importante que esta presente em certos tipos de

moléculas e como método analítico óptico é conhecida como fluorescência molecular17

. Neste

método as moléculas de interesse são excitadas para obter-se uma espécie cujo espectro de

emissão fornece informações úteis para análises qualitativas e quantitativas. A excitação é feita

por absorção de fótons e as transições electrónicas responsáveis pela fluorescência não envolvem

mudanças de spin electrónico, conforme observado no diagrama de energia da figura sequente.

Figura 3- Diagrama de energia

O diagrama da figura mostra um esquema de curvas de energia potencial para os estados

electrónicos fundamental (So), excitados singlete (S1) e excitado triplete (T1) e os eventos

radiativos e não radiativos que podem ocorrer: 1. Absorção de radiação (So → S1), 2. Emissão de

fluorescência (S1→ So), 3. Conversão interna e relaxação vibracional (S1→ So), 4. Cruzamento

inter-sistemas (S1→ T1), 5. Emissão de fosforescência (T1→ So), 6. Cruzamento inter-sistemas

(T1→ So).

Uma das grandes vantagens deste tipo de método é sua alta sensibilidade, com limites de

detecção de 1 a 3 ordens de grandeza menores que os encontrados na técnica de espectroscopia

9

de absorção. Frequentemente as bandas de fluorescência molecular são encontradas centradas em

comprimento de onda que são maiores que a linha de ressonância. Esse deslocamento para

comprimento de onda maiores e denominado deslocamento de Stokes17,18

.

1.1.3 Mecanismo ESIPT para 2- (2’- hidroxifenil) benzazóis (HPBs)

Os HPBs podem existir em duas formas tautoméricas, o tautômeros ceto e enol, cujas

estabilidades relativas dependem do estado eletronico3,19,20

e da polaridade dos solventes21

, como

se pode ver na figura abaixo.

Figura 4: Mecanismo de ESIPT para benzazóis

No estado electrónico fundamental em solventes não polares e apróticos, HPBs existem

como um tautômero enol (E0), com uma forte ligação de hidrogénio intramolecular entre o

hidrogénio fenólico e o átomo de nitrogénio azolico3,19

. A excitação desta espécie gera o enol

excitado (*E1), que é rápida e sucessivamente convertido no tautômero ceto excitado (*K1),

através da transferência intramolecular do próton fenólico para o átomo de nitrogénio3,19,20,22

.

Quando no primeiro estado singlete excitado o tautômero ceto (*K1) é mais estavel3,19

, neste

tautômero os grupos N-H e C=O também estão ligados por uma forte ligação de hidrogénio

intramolecular. O tautômero ceto excitado (*K1) decai emitindo luz (fluorescência), dando

origem a forma ceto no estado fundamental (K0). A partir desta forma o próton retorna ao seu

10

estado inicial, regenerando o tautômero enol (E0). Uma vez que o confôrmero enol e mais estável

que o tautômero ceto no estado fundamental, o enol inicial e regenerado sem modificação

estrutural3,20,22

.

Muitas moléculas orgânicas são capazes de absorver luz na região do visível ou

ultravioleta, mas nem todas são capazes de exibir luminescência. Moléculas orgânicas que

apresentam o mecanismo de ESIPT são capazes de absorver na região do ultravioleta e emitir na

região do visível, devido ao aparecimento de uma larga separação entre as bandas de absorção e

de emissão de fluorescência. Esta separação entre as bandas é medida em termos do

deslocamento de Stokes, que é definido como a diferença entre os comprimentos de onda dos

máximos de emissão e de absorção da molécula (Figura 5).

ST

absorbância fluorescência

Inte

nsi

dad

e

max

em

abs

max

Figura 5: Deslocamento de Stokes (∆λST).

O deslocamento de Stokes da maioria das espécies fluorescentes encontra-se na faixa de

30 a 70 nm. Entretanto, quando a espécie envolvida sofre mudanças estruturais no estado

excitado, como o fototautomerismo da ESIPT, assumindo uma estrutura de menor energia antes

de emitir luz, o deslocamento de Stokes poderá se tornar maior, usualmente na faixa de 100 a

250 nm.24

A geometria dos tautômeros no estado fundamental e excitado tem sido muito estudada

através de resultados experimentos e teóricos21,23,2

. Em geral, para a família dos benzazóis

existem quatro geometrias possíveis para o confôrmero enol, em solução21

como mostra a figura

abaixo.

11

X

N

OH

X

N

O

H

X

N

OH

EIIEI

EIII EIV

X

NH

O

Figura 6. Geometrias da forma enol dos 2-(2`-hidroxifenil)benzazóis.

Em solventes próticos e/ou polares o confôrmero aberto enol-cis (EII) pode ser

estabilizado por ligação de hidrogénio intramolecular com o solvente. Este confôrmero é

originado da ruptura da ligação de hidrogénio intramolecular entre o hidrogénio do grupo

hidroxila e o nitrogénio, seguido por uma rotação de 900 do grupo 2-hiodroxifenil sobre a ligação

C-C. Em solventes não polares, os confôrmeros adicionais enol-trans (EIII), em benzoxazois e

benzotiazois, e enol-trans aberto (EIV) em benzimidazois também podem existir. Todos estes

confôrmeros apresentam relaxação normal e podem competir com o tautômero ceto, responsável

pelo mecanismo ESIPT21

.

1.1.4 Aplicações biológicas dos HPBs:

Nas áreas biológicas este tipo de heterocíclo tem encontrado diversas aplicações, dentre elas

encontra-se sua utilização como marcadores biológicos fluorescentes, alem de suas propriedades

farmacológicas.

12

1.2 JUSTIFICATIVA

Esse trabalho foi realizado no Laboratório de Novos Materiais Orgânicos (LNMO) da

Universidade Federal de Rio Grande do Sul, onde uniu-se a síntese, a caracterização e a

aplicação de heterociclos benzazolicos fluorescentes em diferentes áreas do conhecimento, tais

como, estabilizadores frente a radiação UV8, produção de corantes para laser

9, armazenagem de

informações10

, produção de materiais para opto-eletronica6b,6c,11

, aplicações diversas em química

forense, como a detecção de impressões digitais3. O custo não muito elevado de síntese destes

compostos em relação a sua potencialidade de emprego, a actualidade do tema, a experiencia,

interdisciplinaridade dos pesquisadores envolvidos (especialistas em síntese orgânica,

espectroscopia, polímeros, fotofísica, materiais e bioquímica), e alem de conhecer novos

métodos de ensino, novos equipamentos e adquirir novos conhecimentos, bem como o

fortalecimento de parcerias científicas entre Cabo Verde e Brasil.

1.3 OBJECTIVOS

Este trabalho tem como objectivo geral a síntese e caracterização de benzazóis

fluorescentes, bem como avaliar a sua aplicação como possíveis corantes. Dentro deste, citam-se

os objectivos específicos, que foram o de:

Ampliar os conhecimentos científicos;

Ampliar e aplicar os conhecimentos teóricos e práticos adquiridos no curso de

graduação;

Treinamento e desenvolvimento de habilidades em técnicas de laboratório;

Estimulo a criatividade, ao desenvolvimento do espírito critico e ao trabalho em

equipe;

Confecção de relatórios de pesquisa.

13

2. METODOS

2.1 Actividades desenvolvidas

Durante o período de permanência na bolsa, o bolsista foi treinado em relação às técnicas

básicas de segurança, primeiros socorros, organização e controle dos materiais de laboratório

(vidraria, reagentes, equipamentos e afins); bem como participou da rotina do laboratório quanto

à purificação de solventes, matérias-primas e preparo de soluções, placas cromatográficas e

recuperação de absorventes para cromatografia, separação e descartes de resíduos; utilizar

sistemas informatizados de procura bibliográfica (Portal Capes) e os demais recursos disponíveis

na biblioteca sectorial do instituto de Química da UFRGS. Ainda, destaca-se o aprendizado de

softwares específicos da área química que são de grande importância no ramo de pesquisa no qual o

bolsista incluía-se; ainda participou nas reuniões, seminários promovidos pelo grupo de pesquisa do

laboratório e dos promovidos pelo Instituto de Química/UFRGS e participante, como ouvinte, da

disciplina química forense. No período de Agosto de 2010 a Outubro de 2010.

2.2 Preparação de coluna cromatográfica seca

Utilizada para a purificação de produtos, a coluna cromatográfica é preparada usando o

adsorvente seco (sílica-gel 60), que é colocado em um tubo de vidro. Inicialmente introduz-se

um pouco de algodão na extremidade inferior do tubo, para que sirva de suporte, sob o qual será

depositado o adsorvente, adicionado de uma só vez de maneira uniforme. A seguir é levemente

compactado. Na sequência coloca-se um disco de papel filtro com diâmetro aproximado da

coluna e adiciona-se a amostra previamente preparada.

O produto bruto a ser purificado é dissolvido em solvente adequado e misturado a uma

pequena porção de sílica. O solvente da mistura é evaporado e a amostra é retirada do balão e

adicionada no topo da coluna. Em seguida acrescenta-se a fase móvel até que sua linha de frente

atinja a base da coluna. Deixa-se o eluente entrar na coluna e, chegando até o topo da amostra. A

escolha da fase móvel e a dimensão da coluna são resultados da análise da amostra por

cromatografia em camada delgada (CCD).

14

2.3 Recuperação de solventes

Os solventes utilizados nas colunas cromatográficas são constantemente recuperados, ou

na evaporação dos mesmos nos rotavapores para obtenção dos produtos, ou através de

destilações (simples ou fraccionadas). As misturas de solventes que não são fraccionadas são

aproveitadas para a limpeza da vidraria, como solvente de lavagem, que é recolhido num galão e

constantemente recuperado através de destilação fraccionada.

2.4 Síntese de compostos heterociclos benzazólicos

Dependendo do tipo do composto benzazólico que se deseja sintetizar, os reagentes de

partida variam, mas o procedimento em si é idêntico para todos compostos deste género.

Ao balão onde será feita a reacção (em banho de óleo com aquecimento), coloca-se o

acido polifosfórico, deixa-se sub agitação por alguns minutos e depois adicionam-se os

reagentes. Após o meio reaccional ter atingido a temperatura de aproximadamente 180oC inicia-

se a contagem do tempo de reacção que é em torno de 4 horas. A temperatura deve ser mantida

próximo de 200oC durante todo o tempo de duração da reacção. Ao término da reacção, deixa-se

a mistura reaccional resfriando em temperatura ambiente e, então, verte-se a mesma, lentamente

e sob constante agitação em gelo picado. Depois de precipitado, o produto deve ser filtrado e

após isso, deve ser neutralizado com carbonato de sódio 10%. Deixa-se então o produto secando

em temperatura ambiente por alguns dias ou em estufa a 50oC. Quando o produto já estiver seco,

ele deve ser purificado por cromatografia em coluna como apresentado anteriormente (item 2.2).

O esquema de síntese é apresentado na Figura 7.

Figura 7. Esquema de obtenção dos derivados benzazólicos.

15

3. RESULTADOS E DESCUSAO

Os resultados obtidos neste trabalho estão, de maneira geral, de acordo com os trabalhos

experimentais, ou mesmo teóricos, ate hoje apresentados. As sínteses 1)-6) correspondentes aos

compostos 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol, 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzimidazol,

2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol, 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol, 2-(4’-amino-

2’-hidroxifenil)benzimidazol e o 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol respectivamente, foram

realizadas como uma introdução aos métodos aplicados no laboratório. Por isto, os produtos

obtidos foram caracterizados de forma comparativa por cromatografia em camada delgada

(CCD) utilizando diclorometano como eluente. Os produtos obtidos em 1)-6) apresentaram os

mesmos factores de retenção que os compostos descritos. Após a comparação, procedeu-se a

purificação dos mesmos por cromatografia em coluna utilizando sílica-gel como fase

estacionária e diclorometano como eluente. Os benzazóis resultantes apresentam fluorescência

quando expostos à luz ultravioleta. Depois de purificados, os produtos obtidos nas sínteses 1)-6)

serão utilizados nas reacções sequentes efectuadas no laboratório.

A seguir, são apresentados os esquemas sintéticos utilizados para a obtenção dos

benzazois. As reacções consistem na condensação do ácido 4-amino-2-hidróxibenzóico ou 5-

amino-2-hidróxibenzóico com as anilinas substituídas orto-aminofenol, orto-aminotiofenol e

orto-fenilenodiamina, em presença de ácido polifosfórico (APF)19,25,26

.

Figura 8: síntese dos 2-(5`-amino-2`-hidroxifenil)benzazois.

A metodologia utilizada foi a descrita por HEIM (1957)26

e modificada por CAMPO

(1999)19

: em um balão monotubulado, com agitador magnético, acoplado a um ‘‘trap’’ secante

com cloreto de cálcio e a um banho de vaselina, colocou-se uma mistura equimolar de ácido 5-

amino-2-hidroxibenzóico ou 4-amino-2-hidroxibenzóico e das anilinas orto-substituidas

correspondentes. A mistura é aquecida em APF, a 180-200 ºC (dependendo do heterociclo), por

quatro horas, com agitação. Após o resfriamento, a mistura reaccional é vertida em água com

gelo picado e o precipitado obtido é filtrado, neutralizado com uma solução de carbonato de

16

sódio (10%, m/V), filtrando novamente, lavado com água e seco ao ar. Os produtos obtidos são

purificados por cromatografia em coluna, ou então são utilizados sem purificação como

primeiros derivados para outras reacções.

Esta metodologia foi escolhida em função de sua praticidade, uma vez que a reacção

ocorre em apenas uma etapa e também por ser uma reacção relativamente simples de ser

realizada.

Os resultados obtidos para os heterociclos encontram-se apresentados na tabela seguinte.

Característica Benzoxazol Benzotiazol Benzimidazol

Fórmula química C13H10N2O2 C13H10N2OS C13H11N3O

Massa molecular (g/mol) 223,26 242,3 225,23

Factor de retenção 0,53 0,66 0,25

Ponto de fusão 174-175 ◦C 193-194 ◦C > 260 ◦C

Fluorescência no estado sólido Amarelo Laranja Verde

Tabela 1: característica dos heterociclos 2-(2`-hidroxifenil)benzazólicos.

17

4. PARTE EXPERIMENTAL

1) Síntese do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol

Uma mistura de ácido 5-amino-2-hidróxibenzóico (16 mmol), o-aminotiofenol (16 mmol)

e 10 mL de ácido polifosfórico, foi aquecida a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A reacção foi

acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura reaccional

foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a mistura e o

precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-se

novamente e o precipitado foi lavado com água e seco em estufa a 50-70°C. O produto foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel utilizando diclorometano como eluente.

Figura 9. Reacção de formação do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol.

2) Síntese do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzimidazol

Uma mistura de ácido 5-amino-2-hidróxibenzóico (13 mmol), de 1,2-fenilenodiamina (13

mmol) e 10mL de ácido polifosfórico foram aquecidas a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A

reacção foi acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura

reaccional foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a

mistura e o precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-

se novamente e o precipitado foi lavado com água e seco sem aquecimento. O produto foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel utilizando diclorometano como eluente.

Figura 10. Reacção de obtenção do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzimidazol.

18

3) Síntese do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol

Uma mistura de ácido 5-amino-2-hidróxibenzóico (13 mmol), de o-aminofenol (13

mmol) e 10 mL de ácido polifosfórico foi aquecida a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A

reacção foi acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura

reaccional foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a

mistura e o precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-

se novamente e o precipitado foi lavado com água e seco sem aquecimento. O produto obtido foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel com diclorometano como eluente.

Figura 11. Reacção de formação do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol.

4) Síntese do 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol

Uma mistura de ácido 4-amino-2-hidróxibenzóico (13 mmol), de o-aminofenol (13

mmol) e 10mL de ácido polifosfórico foram aquecidas a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A

reacção foi acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura

reaccional foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a

mistura e o precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-

se novamente e o precipitado foi lavado com água e seco sem aquecimento. O produto foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel utilizando diclorometano como eluente.

Figura 12. Reacção de formação do 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol

5) Síntese do 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzimidazol

Uma mistura de ácido 4-amino-2-hidróxibenzóico (13 mmol), de 1,2-fenilenodiamina (13

mmol) e 10mL de ácido polifosfórico foram aquecidas a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A

reacção foi acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura

reaccional foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a

mistura e o precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-

19

se novamente e o precipitado foi lavado com água e seco sem aquecimento. O produto foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel utilizando diclorometano como eluente.

Figura 13. Reacção de formação do 2-(4’-amino-2’-hidroxifenil)benzimidazol.

6) Síntese do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol

Uma mistura de ácido 4-amino-2-hidróxibenzóico (16 mmol), de o-aminotiofenol (16

mmol) e 10mL de ácido polifosfórico foram aquecidas a 180-200°C por 4 horas sob agitação. A

reacção foi acompanhada por cromatografia em camada delgada. Depois de resfriada, a mistura

reaccional foi vertida em gelo picado (400 g) e deixada em repouso a precipitar. Filtrou-se a

mistura e o precipitado obtido foi agitado com solução de carbonato de sódio 10% (p/v). Filtrou-

se novamente e o precipitado foi lavado com água e seco sem aquecimento. O produto foi

purificado por cromatografia em coluna de sílica-gel utilizando diclorometano como eluente.

Figura 14. Reacção de formação do 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzotiazol

20

5. CONCLUSAO

Neste trabalho foram sintetizados 6 corantes benzazólicos que apresentam intensa

emissão de fluorescência na região azul-verde do espectro visível em decorrência de um

fenómeno de transferência protónica intramolecular no estado excitado (TPIEE).

O trabalho realizado durante esse curto período de tempo foi de dar continuidade a uma

das sínteses de grande importância realizado no Laboratório de Novos Matérias Orgânicos. Essa

síntese serve como base ou como matéria-prima para novas sínteses, ou seja, para novas

descobertas.

Pode-se concluir, com base nas actividades descritas como desenvolvidas pelo bolsista,

que o mesmo cumpriu com suas obrigações durante o período de vigência da bolsa, executando

desde actividades rotineiras de laboratório químico até pesquisa de grande relevância científica,

buscando sempre o aprendizado. O bolsista participou de actividades académica-cientifica

importantes como por exemplo, seminários e aulas de Química Forense.

21

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Holler, M.G.; Campo, L.F.; Brandelli, A.; Stefani, V.J. Photobiol. A: Chem. 2002, 149, 217.

2. Campo, L.F. Sintese de materiais fotossensíveis baseados em corantes fluorescentes como

meio activo para dispositivos ópticos. Tese de Doutorado – UFRGS. 2003. 177p.

3. Campo, L.F. Síntese, caracterização e aplicações de 2-[(5`-N-vinileno)-2`- hidroxifenil]

benzazoles: compostos fluorescentes via transferência protónica fotoinduzida. 1998, UFRGS,

Dissertacao de Mestrado.

4. Mason, W.T. (editor) In Fluorescent and Luminescent Probes for Biological Activity. A

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AVALIACAO DA EXPERIENCIA

A nível da experiencia o que tenho a dizer é que é um momento único na vida académica

de quem pensa em levar uma carreira cientifica para frente. Nessa experiencia houve um

primeiro contacto com os métodos de pesquisa e a elaboração de resultados científicos.

Fomos bem acolhidos, a universidade UFRGS acolheu-nos de forma excelente, fazendo-

nos sentir em casa, a inserção no programa foi fácil e os colegas de laboratório, ou seja, os

estudantes brasileiros estiveram sempre disponíveis a ajudar, a interacção com o orientador foi

bom, pois este sempre demonstrou estar disponível e soube respeitar as minhas limitações.

Durante essa experiencia teve muitos aspectos positivos destacando a aprendizagem,

conhecimento de novos culturas, ambiente académico diferente, com maiores possibilidades do

desenvolvimento de pesquisa, além de ter assistido aulas de química forense, que foi algo

espectacular. Também houve aspectos negativos e a principal é que, não estive na minha área de

graduação (Engenharia Química), sugiro que essa cooperação entre universidades brasileiras e a

universidade de Cabo Verde com Parceria da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de

Nível Superior (CAPES) continua, pois é uma oportunidade única para estudantes cabo-

verdianos e propriamente para o benefício da investigação científica em Cabo Verde. E que o

tempo dessa experiencia prolongasse para um semestre ou um ano por exemplo ou estender esse

experiencia a outros níveis de formação como o mestrado ou o doutorado.